黄铜重力铸造方法.doc

黄铜的重力铸造方法目 录1模具涂料和石墨 （1）2石墨水的涂层方法（1-2）3石墨水的更换2）4石墨水的管理（2-3）5模具制作（4）根据产品大小设计浇铸口的选定表（重要）（3-6）6硬模铸造的材料（INGOT）（6）7铜锭成份和对产品的影响（6-8）8表面状态和表面轮廓线（8-9）9铸造产品的不良类型和原因分析（9-11）不良原因和对策（11-13）副 录重力铸造的工程管理（14-15）材料采购与实际生产-（15-16）铸造过程中的注意事项（16）重点整理（16-17）模具设计时的注意事项（17-19）砂芯制作（19-22）砂芯用砂子的比较试验（）（22-24）砂芯试验报告（24）砂芯生产标准及砂子检验标准24）样品制作时的注意事项（24-26）劝告事项（26-27）重力铸造的基础知识1. 模具涂料和石墨1）在铜合金的铸造过程中，每浇注一次，模具表面要涂上一次涂料。同时也要冷却模具温度。在实际工作中，通常是把模具浸泡在涂料槽（石墨水槽），以此解决上述要求。石墨的作用：石墨是耐热物质，将高温铜水与模具隔开，保护、延长模具寿命；石墨粉很细，可增加铜水流动性，使产品易于浇铸。经验说明，要生产表面细腻的良好铸造产品，其涂料凝聚力强、硬度要好。在这儿推荐使用易取且易与水混合的尘土状石墨粉(Graphite)。推荐使用青岛石墨股份有限公司生产的石墨：铸造土状石墨，粒度235目，含碳量：80%为了防止在连续工作中石墨水的温度上升与石墨粉沉淀于水槽底部，通常采用电动搅拌机或吹气搅拌机。电动搅拌机可以防止石墨粉的沉淀，但其冷却效率不高。还是利用吹气方式为好。石墨水槽设计：石墨水槽的高度不低于浇铸工作台，防止沙芯掉入，其底部越尖，吹气冷却的效果越好。参考：1) 石墨水浓度因产品大小的不同其要求也有所差别。一般采用粒度为220250Mesh（目）的石墨粉，浓度为20%30%。2) 经过浸泡在石墨水槽冷却过的模具温度控制在100180为好。判断标准：溅水后的模具表面水份在12秒内蒸发完毕。固定碳( C )挥发粉灰粉用途70%4.0%25%铸造灰粉越少越好，灰粉含量高时呈现白色，模具上面不易掉石墨。管理范围 15% 产品较大时15%-20%。2. 石墨水的涂层方法要定期用眼睛来检查模具冷却后的涂料（石墨水）状态是否良好。如果涂料状态良好，模具表面呈现与石墨粉同样的黑色，而且其两面都很干净。当模具上的杂质未清理干净时、或沙芯树脂含量太高、或用干沙时浇铸后在模具表面形成油膜，石墨水不能涂附，这时的模具内腔呈白色。模具溅石墨水方式：轻微晃动，防止气泡聚积而产生不良；下模、浇口部位温度最高，入水时应将此部份先入水，已取得比较均衡的模具温度；浇铸机下模浸水时间比上模长；如果模具表面状态不理想时，及时测定石墨水浓度，以确定是不是石墨水浓度低了或水少了。以经验来看，铸造810天，石墨浓度会下降。参考石墨涂层不佳的几种情况 石墨水表面上有一层油渍，或泡沫现象。 模具表面上有油渍或不纯物。（特别是刚开完模时，一定要除去油渍）要解决此问题，需要有模具清洁机。（Sand blaster，喷砂机） 温度过高的模具浸泡在石墨槽时，会发生溅水并有响声，这时也会导致涂层的不良现象。3. 石墨水的更换一般情况下石墨水并无使用时限。但在连续铸造工作中掉进去的不纯物（如砂子，灰尘，其它杂物等）也会涂在模具表面上，并造成铸造产品表面或内部的不良现象。一旦发现此现象（可以视力发现），马上更换全部石墨水溶液。参考 更换溶液时，不仅更换溶液，还要把水槽也清洗干净。 石墨水浓度的测量方法如下。（参考图A）用上下断面积相同的透明溶器来采取使用中的石墨水，并放置沉淀45小时。要保持沉淀石墨粉为1/5左右。1/5=大型产品（0.5Kg以上）1/6=小型产品 (0.5Kg以下) 湖南省石墨成分分析表(品名:W80%)(石墨厂提供)成分水分灰粉粒度挥发粉固定碳备注含量%1.216.992.02.980.2220250目溶解时的比重是0.745。 沉淀试验时很难(沉淀时间长)。所以按重量比： 水:250Kg-石墨:50 Kg-比率:16.7%偏低。 沉淀试验10小时后的浓度35%。石墨试验（湖南，青岛）比较区分公司比重粒度分布沉淀试验250目25目1小时50分2小时50分10小时以后湖南0.67611.67%88.33%32.85%32.85%31.42%青岛0.68512.3%87.7%35.71%33.57%31.43%试验结果认为两公司是同一产品，判断都适用于重力铸造。 比重有1.33%的差距可能是水分含量的原因。 4. 石墨水的管理1) 第一次调整石墨水溶液的浓度时一定要调整准确，在每次交接班时要取样（石墨水），由下一班负责人检测石墨水浓度，如果石墨水浓度低就加入石墨粉，石墨水浓度高就加入水。以上内容一定要做到经常化，习惯化。石墨水的浓度不会在几小时内有大的变化，所以维持石墨水的浓度不是一件很难的事。出现问题是因操作者没有及时检测的原因造成的结果。如果检测周期过长造成石墨水浓度变化很大时，再去调整需要的时间长也很难。（一定要注意实施）2）交接班时间过长或休息日过后重新开始工作时，要用工具协助搅拌机工作。（沉淀物多时只用机器搅拌很难） 注意不要让工具撞坏搅拌机叶片。 手工用石墨水采用以上方法，节省时间，效果又好。5. 模具制作1）模具材料有些地方用黄铜来做模具材料（特别是中国），但黄铜材料在铸造过程中因锌的挥发和氧化而发生浇不满的情况。也有用铸铁或其它合金来做模具材料实例，但这些材料也同样有问题，在铸造中产生的锌的氧化物和不纯物容易沾在模具表面上，而且清洗也很难。不如采用常见的软钢材（SS41）来做模具。软钢材易于制作、修改模具，而且其寿命也比其它合金材料较长，价格也便宜。近年来开发出寿命长，清洗容易，能铸造出良好产品的黄铜铸造用模具材料。主要有铜合金材料铍铜。铍铜虽然其价钱偏高，但其硬度高，热传导能力好，与其它合金相比综合性能很好。总结上述内容，建议先用SS41素材来制作模具，等试验铸造结束后，再采用铍铜模具来使用。参考 铍铜素材的化学成份：Be0.4%0.45% Co0.91.2% 铸铁，轻金属合金，铜合金的热传导能力比： 1：3：7国内外金属型用材质的力学性能和热物理性能材质抗拉强度伸长率硬度线膨胀系数热导率灰铸铁（铁素体）150-1601044.7球墨铸铁（铁素体）450151601236.8碳素钢（正火）600182201251.8铬铜合金铸铁250-18210.841.9铜合金4501512013.5310紫铜模具寿命5万次；根据产量选择模具材料2）模具设计模具铸造与砂铸不同，其排气性不太好。所以在模具设计中，要注意排气方案。一般简单的产品中，无需特别的排气方法也可以铸造出产品。但在结构复杂的铸造产品中，一定要设计好排气孔。在连续铸造过程中，夹住上/下片模具的固定针（Center pin）易磨损，导致铸造产品的厚薄不均等不良现象。因此，固定针需要经常更换。为了提高固定针的更换速度，可标准化固定针的大小，一般有3种左右为好。(参考图-B)设计铸造方案是最重要的课题。这涉及到铸造产品的形象，大小，排列及浇铸口的方向。浇铸件口高度（离产品距离）最少要保持40mm以上；浇铸口的断面大小以产品重量浇铸速度来决定（参考图第四页）。在浇口的选择上，应按以下原则进行：1一般选最厚的部位；2综和考虑产品的大小；3考虑沙芯的定位方便可靠；4浇口应尽量避免直接冲刷沙芯；5考虑排气及补缩；6考虑模具的浇铸角度；7考虑沙芯燃烧产生的气体能顺畅的排出；8尽量避免使最易产生缩水的地方有最高的温度。铸造模具浇口与砂芯模具不同，先开偏小，然后在实际实验中慢慢修改。如果一开始把模具开大，以后就不好修改。3） 内部结构设计：1应使产品在满足使用要求的前提下，有尽可能均匀的壁厚，t=2.83.5最为合适，太厚易缩水，且增加成本；2内部夹层厚度3，太薄易漏水 ；3内部转角处应尽量避免尖角，R3，突然转折使铜水流动不顺畅，同时尖角处易掉沙夹在产品中造成不良；4设计沙芯时，定位稳定可靠是产品壁厚均匀的关键，定位方头宽度一般不小于18MM，深度不小于15MM，考虑模具加工的因素，定位方头圆角半径不小R5；5在重力模具上加工沙芯定位时，单边间隙应放大0.15MM；6当因结构决定内部壁厚有比较厚的部位可能引起缩水时，应在设计时增大沙芯的表面积，以增强散热效果；7沙芯最薄处不应小于5MM，否则难加工，沙芯难顶出，在修沙芯、搬运及浇铸过程中易断，还因散热面积太小，导致温度升高而易在产品中产生缩水；8沙芯模脱模斜度不小于1度4）收缩率：1自由收缩：紫铜1.012% 铍铜:1.01% 2受阻收缩：紫铜1.01% 铍铜:1.01%5)加工余量:外形端面1MM内形端面0.51.0MM直径方向:当20MM时,取单边加工余量1.0MM当1020MM时,取单边加工余量0.75MM当MM时,取单边加工余量1.0MM所有高脚阀芯密封圈处应做成缩水沙芯(参考图)模具大小与厚度要考虑其重量与倾斜难易度，以便现场工作人员操作方便。还要考虑浸泡在石墨水过程中过分冷却带来的铸造不良影响。实际经验来看，开模后的模具厚度在15MM20MM左右为好。但在温度最高部位，如浇口等地方，应加大模具厚度，以平衡模具温度。一般手工模、小产品取小厚度；大产品、机器模取大厚度。（参考图D）浇铸口越长，压力越大，铸件上部浇不满时，要做排气和补缩。（参考图E）6. 硬模铸造的材料（INGOT）硬模铸造的材料，主要使用铜合金(Cu-Alloy)，根本上按铸造出产品的形状和大小所定。铜合金是在铸造中比其它金属凝固时间快，所以在实际工作中，遇到很多困难和受到限制性。溶汤的条件必须好，影响传热度和溶汤的流动性的Ti，P，Fe，Si，Mn，等不纯物的含量不能超过标准成份的范围，只有，Al和Pb成分在铸造产品中很小的范围内起反作用。特别注意的是，Pb、Fe、Sn的成分含量高时，在产品中产生收缩现象，所以它的成份含量不能超过0.4%。还有Pb成分限制到3%。如果Pb成份超过3%时，产品的加工性能好，但影响浇铸（铸造）性。如使用不良品材料时（Return scrap），必须管理好Cu、Pb、Fe、Sn等的成份。但一般硬模铸造行业，没有使用回收来的黄铜材料。最好使用由专业公司制造的材料（铜锭）。如：韩国大昌公司的铜锭。7. 铜锭成份和对产品的影响。元素适合含量含量限制不良原因Cu59-60%60%流动性差，溶汤未满59%铸造性好，裂纹发生Al0.55-0.7%0.7%抛光时部分不良0.5%易产生表面裂纹Pb1.0-2.0%3%铸造性不良,加工性好1%铸造性好,加工性差Sn0.2%0.2%收缩现象Ni0.2%Mn0.01%收缩、表面有裂纹Si0.01%收缩、表面有裂纹P0%收缩、表面有裂纹Fe0.1%0.15%裂纹0.03%不能做微细化处理注意 Pb，Fe，Sn等含量过高会产生产品中收缩，溶汤不满（Sink draw）现象。 一般Fe和Sn含量高（0.35%）以上，收缩现象很高，所以铸造厚度不均一的产品铸造时Fe+Sn的含量不能超过0.4%。另外压缩性也降低。 Al的含量高（0.7%）时,在浇铸过程中因产生泡沫现象影响溶汤的流动性和氧化物的产生。Al的含量低（0.3%）时锌氧化率高，产品表面会出现裂纹现象。 Pb含量超过1.8%时，容易发生收缩、裂纹现象，为了提高加工性不能超过2.0%。 铸造用溶汤是不含氧气（O），所以不必做除氧处理。 铸造过程中溶汤的温度根据产品大小，形状会有所不同。比较薄的产品铸造时一般970，厚的产品铸造时950。 经验所知，电炉上温度表显示的温度和炉内溶汤的实际温度的差距是30-40，就是炉内的溶汤实际温度高于温度计显示的温度。 Al的作用,溶汤中,增加流动性或浇铸过程中阻止Zn的燃烧，Al的烧损最为严重，当流动性下降或表面有极细微裂纹时、或Zn的烧损剧烈时（冒大量白烟），应加入电解Al线（纯度99.9%） 回炉料一般是浇口和废品，因此应按比例加入，避免引起铜水成份太大的波动。一般铜锭：废料为7：3；另外，Zn的烧损大约为1%，因此加入废料时应加入1%的电解锌（纯度99.9%） Fe：适量的铁有细化晶粒的作用 如何简单判定铜材的杂质是否超标：1、用制做的工具（参考图M-M）装满铜水后迅速倒出，看留在工具内的铜表面有无突出颗粒、有无渣皮、有无白色氧化物、表面是否有光泽2、用工具（参考图N-N）装满铜水，冷却后检查缩孔是否光滑、是否均匀规则收缩。 8. 表面状态和表面轮廓线1）硬模铸造过程中有许多表面的缺点，就是未满溶汤（Cold shut）现象。其原因在溶汤温底低（一般在950-970）或模具预热温度不足时发生这种现象。还有溶汤在模具中的急速冷却的原因。还有就是所用材料（铜锭）中的化学成份不适当，或铸造过程中Zn氧化物和其它不纯物引起的流动性下降的原因。所以铸造之前，必须测试好铜锭的化学成份。铸造工作时要保持一定的温度是很困难的，有星电炉（韩国产，同时溶解和保温）可以满足其要求。缩水，未满溶汤的不良原因一般在模具设计（如：浇注口位置和大小，排气等）。人和机器不一样，机器在人的操作下可以固定工作，但人工作时随时变动姿势和速度。要生产一个优良的产品，必须有坚强的毅力还要不断的实际练习。（工作姿势要轻快、自然）2）模具的浇铸口浇铸口高度和断面积是决定溶汤在模具里流动和铸满溶汤的时间，不能因为动作的缓慢影响浇铸的时间长。在浇铸技术上来看，浇铸时浇铸口的断面积里是否注满溶汤，这也是重要的（参考图-F）。如这些程序没有做好，会产生影响表面状态和产生泡沫，涡流现象及产生氧化物等现象。由此得知，浇铸口断面积计算的重要性。另外窝流现象，易发生在浇铸时溶汤的流动不顺或通过模具里障碍物时，还有角度比较大或溶汤之间相撞的部位比较多。注意：铸造过程中，这种涡流现象不是无条件的频繁发生，有时涡流现象在产品的表面上产生一些很复杂的皱纹现象，这种只能是产品外现上的问题，不会直接影响产品的质量。（抛光可以解决此问题）。这样的现象修改浇铸口（浇注口接触部位）很容易解决。3）产品状态好坏的标准是表面轮廓线，这根模具表面有关。所有的硬模铸造必须有相应的涂料，没有涂层的硬模铸造出的产品，肯定是产品表面不良的产品。 模具表面有油渍或Zn氧化物不纯物时，很难涂石墨，涂层不良的模具表面呈现白色（可以用眼睛观察），微量的不纯物可以用刷子清理，不纯物多时用模具清理机（喷砂机）清理。9. 铸造产品的不良类型和原因分析1) 产品因石墨点的不良 模具温度高时。（有石墨水滴） 石墨槽里有砂子时。 石墨槽里有Zn氧化物时。（注意清理浇铸工具）2) 砂芯 砂芯硬度不适时。 砂芯表面有砂时。 模具上下固定针松动时。 合模时冲击力大砂芯损坏时。3) 氧化物的不良 浇铸工具不干净。 浇铸速度快。（因涡流现象产生的氧化物） 溶汤未满同空气一起铸入时。 浇铸方法错误时。 浇铸角度不对时。4) 流动性不良 模具温度低时。（100180） 溶汤温度低时。（950970） 浇铸工具温度低时。 浇铸工具加工不良，浇铸工具口和浇铸口面一样大。 浇铸工具不干净。（上面有Zn氧化物） 模具铸入口不干净时。 产品的厚度不够时。（保持3mm以上） 溶汤没有做微细化处理时。 模具表面涂层不良时。 浇铸角度小时。5) 排气不良（Air Pocket） 溶汤从模具下部到上部铸满，空气来不及排出去时产品中有孔洞。（解决排气） 模具温度低，浇铸速度太快时。（来不及排气）还有用旧模具浇铸时。 溶汤温度低，浇铸速度快时。（有模具的关系，另外铸造工的工作方式）6) 气孔不良（Gas Hole） 砂芯中固化剂多时。 砂芯中有水分时。（浇铸时水分蒸发） 浇铸过程中产生煤气时。（砂芯里固化剂和不纯物多在高温中燃烧时发生）7) 砂芯质量 砂芯和模具不吻合时。（砂芯定位大时） 砂芯硬度不够。（固化剂含量低时） 砂芯中有水分时。（砂芯强底下降） 合模时冲击力过大时。 模具固定针松动时。8) 收缩及组织 表面收缩溶汤的浇铸量不适。 内部收缩厚度偏差大时，出现黄色斑点和裂纹现象。（溶汤中Cu成份低，溶汤的凝固时间长时）9) 裂纹发生 溶汤的微细化处理不适时。 铝(Al)成份低时。（一般0.3%以下时发生） 产品的厚度偏差太大，凝固时间不同时。 模具的温度过高时。（适当温度100180）10) 漏水现象 模具设计时厚度不够。 组织缺点溶汤的成份不良或微细化处理不适。 流动性不良模具温度低，溶汤中不纯物多。 氧化物混合。（产品中氧化物引起的砂眼）参考铸造过程中，有时产品内出现，因砂芯和砂芯之间的关系，使产品中产生内部收缩现象。这时处理方法，可以调整砂芯的厚度的偏差（缩小砂芯）。也可以用，缩水部位的砂芯部位，涂层石墨水的方法（参考图G1）。这时使用的石墨水浓度的比率比正常石墨水浓度的比率高（50% ：50%）。因为石墨的浓度高，石墨的沉淀机会多。所以用小型电动搅拌机来搅拌。（参图G2）石墨水的涂层方法：用毛刷轻轻涂在砂芯表面。因为石墨的浓度高，注意出现石墨点现象，影响其产生的产品质量。涂层石墨的砂芯部位有水分，所以必须使用之前烘干砂芯中的水分（如有水分，铸造时产品中会出现气孔现象。 模具清理用的喷砂材料，一般用4-6#硅砂，但实践中发现用切水口的锯末（黄铜粉）清理，模具的使用寿命长，灰尘少，喷砂材料的使用时间也长。不良原因和对策1排气孔不良 原因：浇铸方法（浇铸角度问题）。 对策：调整溶汤量，做空气（Gas）排出口。2. 阀门部的裂纹原因：与溶汤温度有关。（但很少出现）对策：砂芯（Core）涂（Coating）石墨水与模具温度有关。3. 漏水不良对策：清理模具（Die）加大浇铸口。4. 铸件穿孔溶汤会合处出现皱纹原因：模具（Die）不干净，溶汤很难铸入时，如浇铸速度快时，浇铸时模具直立的角度有关。5. 陷没（浇铸未满）1）浇铸方案不适时。（浇铸口长度，面积小时）2）模具温度低时。3）溶汤温度低时。4）浇铸工具加工不良，清洁不良时。5）模具浇铸角度大时。6）溶汤中铜（Cu）的含量高溶汤流动性和填充能力下降时。6. 加工面不良NO67一样7. 空洞，收缩原因：产品厚度不均时。对策：1）加工砂芯补缩，补充厚度。2）收缩部位涂石墨（加快冷却速度）。NO11一样8表面不良1）模具不干净。2）溶汤不干净（杂质多）。3）浇铸速度快或模具（Die）温度低时。4）使用旧模具（Die）时。9不纯物，氧化物产生的不良99%是空气（Gas）不良在空气排不出的部位出现。（一般在产品上部）10堆积或重叠浇铸和浇铸方案1）浇铸口小时。2）浇铸速度快时。3）浇铸口位置不对。11浇铸不满NO7一样12砂眼1）砂芯定位大。2）砂芯成型后沾上去的砂子。副页1重力铸造的工程管理1. 溶汤管理1) 熔汤的温度是不是合适？2) 铜锭和不良品（在溶解）比例是不是合适？3) 熔汤成分有没有问题？（有疑问马上化验调整）4) 作业槽（保温池）是不是清理干净？2. 石墨水管理1) 石墨水的浓度对不对？（保持15%-20%）2) 石墨水中有没有不纯物？（浇铸工具上的Zn氧化物.砂芯掉砂等）3) 石墨水的搅拌是不是均匀?(长时间不工作会出现沉淀的石墨粉堵住气管的现象)4) 石墨粉质量有没有问题?(是不是易溶于水.灰粉太多)(要用220-250目)3. 模具管理1) 模具是不是发生均裂，重量大的产品（如本体），在浇铸口下部最容易（最先）发生均裂、对产品表面有很大影响。2) 模具是不是变型？（反复加热、冷却会产生热变型）3) 模具是不是保持试模时的状态？（长期使用会出现Zn氧化物和石墨不好清理的现象）4) 模具必要的补助工具（Jig）是不是齐全？5) 定位销（Center Pin）的磨损程度怎样？4. 浇注工管理1) 模具倾斜角度是不是合适？2) 模具有没有清理干净？3) 浇铸工具有没有清理干净？4) 浇铸工具与模具浇铸口有没有调整好？5) 浇铸速度是不是合适？（动作要柔和、自然。遵守操作标准）6) 舀熔汤时有没有除去渣子在舀熔汤？5. 砂芯管理1) 砂芯是不是在按要求去做？2) 砂芯是不是有没满的部位？3) 树脂和固化剂的使用是不是符合标准？4) 砂芯模具是不是原来的状态？5) 确定机器设备有没有异常？6) 砂芯有没有潮湿？7) 振砂进行情况？6. 铸件管理1) 振砂结果怎么样？2) 振砂后产品外部和内部有没有缺陷？3) 试水结果有没有漏水状况？4) 机器加工能不能按图纸正常进行？5) 有必要对怀疑的部位做研磨试验。6) 有必要定期检测重量。（重量会一点点增加）模具铸造与其它工程不同，受很多方面的制约很麻烦，是不良原因很多的工程，所以不论那一过程没做到都会带来不良结果。希望有关负责人记住这一点，作为一名管理人员只有养成确认再确认的习惯才能做出好产品。材料采购与实际生产1 铜锭（INGOT）生产部申请采购时要考虑小产品（0.8Kg）和大产品(0.8Kg)的生产量,分别采购含铜量低(Low-Cu59.5-60%)和金铜量高(High-Cu60-61%)的铜锭。入库时要化验是不是符合申购的要求，按含铜量的高低分别入库，用时以产品大小选择铜锭有助于降低不良率。参考 生产过程中会出现原因不明确的不良现象时有必要化验溶汤成份判定是不是符合要求,并做溶汤成份的调整，这时只须调整铜(Cu)与铝(Al)的含量，因为铜锭(Ingot)都是A级铜其它成份不会有太大的问题。 有必要整调溶汤时可参考以下。例如：成份Cu(铜)Zn(锌)AL(铝)含量59.0%-0.45%调整值+0.5-1.0%-+0.2%目标值59.5-60.0%-0.65% 电炉溶汤满时约1200Kg1) 铜Cu含量的调整1200Kg0.75%=9Kg 投入9Kg铜可得到约59.75%的含铜量2）铝(AL)含量的调整1200Kg0.2%=2.4Kg 投入2.4Kg铝可得到约0.65%含铝量做以上调整还有疑问时再做一次化验确定其含量是不是接近要求。这时有化验把铜锭编号和化验材料一同送去，化验单上写上调整事项：产品（产品名、产品编号）作为今后重要的参考资料。（技术资料）2砂芯用砂的采购1）作为参考画出*公司现用砂粒度分布图如下。(平潭奇强公司提供)目数405070100140含量%8.238.533.318.51.5实际须要的粒度大小(40-60目)相比粒度(70-100目)的砂子多出2倍。目数小的砂子多就要增加树脂和固化剂的用量因此砂芯的通气性也会下降。2）砂芯用砂子入库时也有必要购买化验设备并做实际粒度分布图。3）砂芯的变型 左、右模温差大时。（凝固时间不同） 烤砂芯时间短时。（应在模具内硬化70-80%、但烤砂芯时间短在外面慢慢硬化） 保管不好时。解决办法 调整左、右模温度。（适合温度220-250） 开模时间调整。（25-30/Sec秒） 调整固化剂用量缩短硬化时间。（要在模具内硬化70%-80%以上）铸造过程中的注意事项1、 模具铸造来说浇铸过程中不能有涡流现象发生，为了防止涡流现象模具倾斜角度调整的越小越好，但过分的倾斜会影响溶汤的流动性，在现场试模时要调整到最适当 的倾斜角度。(参考图H)2、 在浇铸过程中，溶汤填充到“H”位置以后，开始直立模具归复原位。这一过程不论机器操作还是人工操作都不容易做到，所以浇铸工在浇铸时有必要细心留意，还要多加努力。（溶汤到达“H”点的时间很短不要错过最佳时机。） 现在*公司铸造工作状况是模具归复的时间不一致，而过快会引起涡流现象，很可能会成为产生气泡和杂质的原因。重点整理1 模具设计时的注意事项模具设计时减小产品厚度，从经济上来说很重要，但厚度也有一个限度，比标准还薄时会成为影响生产力下降和不良率上升的原因。如前所述新产品的厚度设计要参考标准，特别是浇铸口位置，高度，断面积的大小在铸造中是非常重要的基本事项，也是在模具设计中必须遵守的基本常识。（根据提示的新产品厚度和浇铸口大小，断面积计算表（参考图第四页）进行设计）2 铸造检验时的注意事项试模时因填充能力下降没有浇满或浇满但中间出现陷没现象的原因如下。1）溶汤温度低。（溶汤温度950-970）超过980时要停止生产。2）模具温度低时。模具温度100-180）3）浇铸方案不对时。 浇铸口位置不对。（浇铸口要设计在产品中最厚的部位） 浇铸口高度和断面积大小不符合标准时。4）溶汤中的杂质多，微细化处理不好时。（*公司用的是A级铜所以例外）a) 浇铸工具口比模具浇铸口小时。(没有充分的溶汤流入)b) 产品的厚度过薄时。（一般在3.0mm以上，浇铸时产品也起到溶汤通道的作用所以引起的快速冷却也会成为流动性差的原因）c) 浇铸工浇铸的动作不圆滑时。（溶汤浇铸时间0.6Kg以下产品0.4Kg0.6Kg/Sec, 0.8Kg1.0Kg的产品1.0Kg/Sec, 2.0Kg以上产品2.0Kg/Sec）d) 浇铸角度太小(模具角度大时)流动性差时。3浇铸温度管理浇铸温度950-970时浇铸是最好的所以不要考虑980以上的浇铸温度。溶汤温度超过980以上时，气泡，杂质等各方面不良现象会急剧上升。3 产品厚度（参考图-I）砂芯与砂芯之间的部位一般导热性差凝固时间长，收缩及组织却陷的发生率高所以一般要加模具接触面厚度的25%。 计算公式：T=t+(t25%)摸具设计时的注意事项1铸件的厚度1）模具铸造与砂铸不同，使用导热性能好的金属材料，所以铸造中模具内部的凝固速度快，为了防止凝固速度过快，要保证产品的厚度。参考表：德国DIN3512的铸件厚度 （参考图J）表中铸件的厚度是不抛光产品的厚度，水龙头产品要考虑抛光厚度(t+0.30.5mm)。2) 铸件厚度太薄会影响溶汤的流动性和凝固速度，会在铸件上出现陷没或填充能力下降引起的浇铸不满现象。2. 浇铸口大小(浇铸方案)1) 浇铸方法有上部浇铸和下部浇铸两种, 其差别如下:上部浇铸下部浇铸回收率浇道小，长度短回收率高(70%-75%)浇道长回收率低(50%-60%)流动性从上部注入，下部开始凝固，对流性，填充能力的影响很小从下部注入，阻力大流动性和填充能力受到影响涡流现象出现涡流现象的可能性高从下部注入，出现涡河流现象极少汤道数量浇铸口数量受到限制在12个浇铸口长一般不受限制根据产品的大小选择上部浇铸或下部浇铸很重要，产品大又长的多用下部浇铸方法。2) 浇铸方案中浇道高度和浇铸口大小很重要，所以对浇铸方案有一般原则。浇铸过程中浇铸口要充满溶汤，这样产生的重力才能在下部得到充分的填充力，还能阻止浇铸工具中的杂质流入模具。浇铸过程中溶汤流动不能出现停止现象（主要是浇铸工不熟练），浇铸时铸件本身也是溶汤流动的通道，所以要拿出控制涡流的方案。如上部浇铸时设计几个浇铸口，在铸件内部发生溶汤碰撞和严重的涡流现象，因 此产生锌氧化物阻碍溶汤的流动。想生产好产品就要考虑。（参考图第四页）3) 黄铜铸造最重要的条件是铸件的大小和长度不同时能得到良好的流动性和填充力。产品的厚度非常重要,设计新的模具时不要只考虑减轻产品的重量,先制作安全的厚度,在试模过程中调整厚度(调整砂芯模具)减轻产品重量.相反制作的厚度太薄,再想加厚就很难.4) 黄铜铸造浇铸过程中与模具接触的面会产生铸件表面先凝固现象,形成的结晶(固体状态)会变大,厚度薄的产品在短时间内(1/103/10秒)完全凝固,因此会产生陷没,浇铸不满现象.为了阻止表面凝固的速度太快,在模具上涂导热性比金属差的石墨会有一点帮助,但不能从根本上解决问题3. 模具设计中构造与形状1) 不管是外形模还是砂芯模都不能有直角，这对填充能力和流动性影响很大。特别是砂芯形状更重要。砂芯有直角影响流动性，直角部位强度不够，有可能在铸造时损坏留在产品中。这一点会成为缩水和龟裂发生的原因。（参考图-K）4模具的大小设计模具的大小时，不能为了手工浇铸减轻重量，设计的太小太薄，在涂石墨时模温会下降太快，所以要保持一定的厚度和大小。砂芯制作在硬模铸造过程中砂芯制作是很重要，原料应该挑选一个通气性，强度，粒度，脱砂性等全面具备的砂子（Coated Sand）。砂芯的制作方式是多种，手工制作，干式，湿式等。可是在一般铸造技术发展的国家还用干式设备，这是因为早期发明的是干式设备（Shell Coated Sand BlowingM/C），这些设备一直到今还保留。但是随着社会的发展，产品质量的提高，对环境污染的现象，也是当今社会上存在的一个很严重的问题，近年来经过研究发明了一条无公害，或低公害的生产设备，生产工艺优秀的湿式砂芯制作设备（Hotbox Core）。现在新设立的很多工厂或生产中的工厂都采用湿式设备。1砂芯制作和相关问题1）砂子的粒度要均匀；沙中杂质含量要小（海沙中含有许多有机物，如贝壳粉、木屑等，在沙芯燃烧过程中会产生额外的气体）；含泥量要小，细小的泥粉会优先和树脂混合，导致混沙不均匀。太粗的砂子导致模具表面不良（模具表面粘很多砂子）不易清理；铸造时有有碍于溶汤的流动性，产品内部表面很粗糙。2）一般常用4070目的粗沙，50100目的细沙。 3050目的粗沙 砂铸时可能没有多大的问题，但其产品的重量增大。2混砂机要性能好1）混砂机不宜太大，因沙芯机的料斗比较小，少量的混砂时大型的混沙机不适用。2）要求混沙机转速120150转/分，太低的转速不易搅拌均匀，太高的转速沙芯易发热，树脂易板结，流动性不好。3）太大的混沙机混砂后不易清理，混砂不均匀，湿式砂芯所用的固化剂，树脂是自硬性大混砂后45小时以内自然会凝固，所以混练后的砂子必须封闭为好。3脱砂对照项目干式砂芯湿式砂芯备注加热方式用煤气（Gas）加热，(成型温度360380）加热管加热（成型温度180200）噪音小，模具的热损失小生产性凝固时间长（约35秒，树脂溶化后再凝固）凝固时间短（自硬性树脂，凝固快）生产性提高不良率树脂燃烧时发生很多煤气（Gas）树脂燃烧时发生少量煤气（Gas）减少产品中的气孔现象脱砂性树脂的溶点高（400450）树脂熔点低（220240）溃砂温度低，浇铸时燃烧快（脱砂容易）模具寿命高温加热，模具顶针的损坏大低温成型，因热温的消耗基本不存在模具寿命约35倍工作环境燃烧树脂的味道大，煤气加热的噪音大无味，安静Phenol系统树脂是有毒性化学物设备不用用混砂机混砂机价格低干式砂芯（Shell Core）不易脱砂。铸造用砂子中有钢铁用砂子和非铁用（Al铸造用）砂子，购买时必须买非铁用砂子。不易脱砂的原因是，干式砂芯中的树脂是达到400450时才燃烧，湿式砂芯（Hotbox Core）200220时可以燃烧单这方面可以知道脱砂的性能。4干式（Shell Core）和湿式（Hotbox Core）对照表5湿式砂芯的制作方法1）湿式砂芯是在常温室下用混砂机，砂子，固化剂，树脂等混练在一起之后，用适当温度的模具瞬间硬化的方法。2）湿式砂芯的优点是：凝固温度（220230）低，凝固时间短，浇铸后的产品其溃砂性好。缺点是：混砂后因自硬性不能长时间存放，流动性差，因吸湿性长时其强度下降。4）固化剂种类不同固化速度，存放时间，味，吸湿性，强度等有变化。树脂也是种类不同固化速度，强度，热温，煤气（Gas）的发生量等有变化。现在最广泛用的原料是韩国HAK公司的SN9835固化剂和SN9130树脂。4）砂子要用少量的不纯物，粉尘，减性物质，而且干燥的砂子。特别是(氧化铁，三氧化铁)是妨碍硬化作用。6. 混砂方法砂子+固化剂 +树脂 |-|-| 1分 1.30分2分试验结果1次2次3次4次砂子15Kg15Kg15Kg15Kg固化剂(SH9835)75g(0.5%)45g(0.3%)60g(0.4%)90g(0.6%)树脂(SH9130)300g(2%)225g(1.5%)255g(1.7%)240g(1.6%)固化温度230230230230固化时间20sec25sec25sec24sec强度很好(1)弱(4)良好(2)微弱(3)结果第一次试验比较好(实际操作当中可以调整比率)。7脱模剂使用：主要Sill Con系统的最广泛使用，在砂芯模具里砂芯不易脱模时，喷射模具内部8注意事项所有合成树脂，都对人的皮肤有负作用，所以工作时要做好安全保护措施。 固化剂和树脂直接搅拌时，很短的时间内起硬化反应9参考固化剂和树脂在220时硬化的砂芯硬度，时间表硬化时间（sec）5153060120强度Kg/cm550554840如图表示，不是硬化时间长，强度就上升，时间太长反而强度会下降（1530秒最适当） 湿式砂芯制作方法和干式砂芯不同，流动性比较差，所以模具设计时要注意，射砂口的位置和射砂口的直径。（干式8，湿式9-10左右）湿式砂芯脱模后不是很快硬化，所以修砂芯时要小心（散热后强度上升）因射沙口不用顶针，为方便脱模，一般做成椭圆形，见图为生产沙芯时调模方便，统一模具的射沙口，应依据下图所示尺寸设计沙芯砂芯用砂子比较试验1 福建省砂（50100目，相当于5#砂）粒度（目）30405070100140厂家提供（%）8.238.533.318.51.5实际试验（%）0.0522.4841.4344.2711.772 广东省砂（4070目，4# 金昌公司）粒度（目）30405070100140厂家提供（%）10.4047.6538.053.250.65实际试验（%）5.969.423.50.01广东省砂（3050目，3# 金昌公司）粒度（目）30405070100厂家提供（%）0.7554.941.32.650.4实际试验（%）0.144.2852.72.93 福建省公司和广东省公司的比较项目福建省公司广东省公司备注粒度分布粒度小的砂子多与提供数据有点差距，但比较好。树脂和固化剂粒度小树脂和固化剂的用量多。树脂和固化剂的用量少通气性因为粒度小，树脂多通气性会下降。比较良好粒度分布来看认为*公司使用的砂子不是很合适，福建省砂子选用大一号的（4#）对减少不良率会有很大的帮助。参考福建省砂和广东省砂子相比偏红，说明黑色的氧化物比较多。（耐热性会下降）砂芯制作试验1现在使用的固化剂和树脂试验1）金昌，平潭公司砂和树脂的试验公司名称品名规格备注金昌，平潭公司矽砂4#（4070目）3#（3050目）比较良好欧区爱公司固化剂AT2M比较良好欧区爱公司树脂HAR比较良好2）固化剂和树脂使用方法（厂家提供的使用说明书）品名砂（%）树脂（%）固化剂（%）添加剂（%）量100%砂重量的2%（树脂重量的）2025%48%注：结构复杂又大的产品是适用上限用量，小产品适用下限用量。3）混砂方法注：*公司使用的混砂机容量大转速慢需要充分的混砂时间。4）*公司砂芯车间实际制作（比较用）1次2次3次4次备注砂（Kg）金昌3#，4#，50金昌3#，50金昌3#，50金昌3#，50固化剂（g）225250275300树脂（g）9